Новости

23 Июля 2015
Принципы работы солнечной батареи «для чайников»

Солнечная энергетика – перспективное направление. Разработки ведутся уже давно, а развитие отрасли активно поддерживается правительствами США, Китая и Германии. Очевидно, что будущее энергетики за солнечными батареями. Однако каковы же основные принципы их работы?

Солнечные панели состоят из фотоэлектрических ячеек. На поверхность панели попадают солнечные лучи. Под действием этих лучей полупроводник нагревается. Приток энергии высвобождает электроны внутри полупроводника. К фотоэлементу прилагается электрическое поле, которое направляет свободные электроны, заставляя их двигаться в определенном направлении. Этот поток электронов и образует электрический ток.

Принцип работы солнечных элементов основан на фотоэффекте. Главная трудность при их производстве заключается в подборе материалов, способных генерировать достаточно мощный ток. Сейчас в фотоэлементах чаще всего используют кремний. Однако кристалл кремния в чистом виде – плохой проводник, поскольку практически все его электроны крепко сидят в кристаллической решетке. Поэтому в солнечных батареях используют не чистый кремний, а кристаллы с небольшими примесями. На миллион атомов кремния приходится всего один атом, например, атом фосфора.

Коэффициент полезного действия современных солнечных батарей не слишком высок. Большинство из них эффективно перерабатывают от 12 до 18 процентов попадающего на них солнечного света. Лучшие образцы перешли 40-процентный барьер КПД.

Первые солнечные батареи, способные преобразовывать солнечную энергию в механическую, были построены во Франции. В конце XIX века на Всемирной выставке в Париже изобретатель О. Мушо демонстрировал аппарат, который при помощи зеркала направлял солнечные лучи на паровой котел. Котел приводил в действие печатную машину, выпускающую газеты.

Преимущества:

• Чем больше освещение, тем больше ток, который можно использовать.
• Лучше всего использовать солнечные батареи в странах, где солнце хорошо прогревает Землю.
• Одно из главных достоинств солнечной энергии - ее экологическая чистота, полная безопасность для окружающей среды.
• Солнечная энергия общедоступна и неисчерпаема.

Недостатки:

• Существует зависимость от погоды и времени суток, поэтому необходима аккумуляторная батарея, которая днем заряжается, а вечером и ночью передает электричество.
• Необходимость постоянной очистки отражающей поверхности от пыли.
• Высокая стоимость конструкции.